Prosty obwód odłącza obciążenie podczas rozruchu

62_63_got

Umieszczenie obwodu odłączającego obciążenie na wyjściu regulatora podwyższającego napięcie step-up pozwala na uruchomienie regulatora przy prądach obciążenia znacznie wyższych niż byłoby to możliwe w innym przypadku (rysunek 1).
Podczas wyłączania, odłącznik całkowicie izoluje akumulator od obciążenia.
Obwód zwiększa pojedyncze wyjście ogniwa NiMH do 3,3V i dostarcza prądy wyjściowe do 600mA.
Regulatory step-up są doskonałe do zastosowań przenośnych, ponieważ wykazują wysoką wydajność, niski prąd zasilania (120µA podczas pracy, 20µA przy wyłączeniu) i duży prąd po uruchomieniu.
Wiele jednak regulatorów nie może rozpocząć swojego działania od maksymalnego obciążenia przy niskich napięciach zasilania, takich jak te z akumulatorów jednokomorowych.
Problem ten powstaje, ponieważ większość niskonapięciowych regulatorów boost CMOS czerpie energię z własnych wyjść, które są równe napięciu VIN minus spadek napięcia diody przy rozruchu.
Niskie wartości napięcia wejściowego nie pozwalają na pełne wzmocnienie tranzystora przełączającego podczas rozruchu, więc tranzystor ma wysoką impedancję, która ogranicza szczytowy prąd cewki indukcyjnej.
W rezultacie obwód nie może wytworzyć wystarczającej ilości prądu, aby jednocześnie zasilić obciążenie i naładować kondensator wyjściowy.
Aby obejść ten problem i zapewnić niezawodne rozruchy, większość układów scalonych regulatora ma blokadę podnapięciową (UVLO – Undervoltage Lockout).
Na przykład układ IC1 to synchroniczny konwerter boost, którego rozruchu nie można rozpocząć, dopóki jego napięcie wyjściowe nie przekroczy wewnętrznego progu napięcia UVLO, 2,3V.
62_63_got_1
Można przezwyciężyć to ograniczenie rozruchu za pomocą zewnętrznego zasilacza MOSFET, Q1, działającego, jako przełącznik rozłączający obciążenie, oraz za pomocą komparatora „power-OK” (POK) wbudowanego w wielu niskonapięciowych regulatorach przełączających.
Rezystory R3 i R4 ustawiają próg napięcia POK na 2,5V, umożliwiając napięciu VIN wzrost powyżej progu napięcia UVLO. Tranzystor Q2 odwraca wyjście POK przed uruchomieniem tranzystora Q1.
Tranzystor Q1 odłącza obciążenie, umożliwiając napięciu VOUT podniesienie się do poziomu (powyżej napięcia UVLO), który zapewnia pełne wzbogacenie tranzystora Q1 po włączeniu.
W rezultacie obwód może rozpocząć uruchomienie przy pełnym obciążeniu przy napięciu wejściowym tak niskim jak 0,8V (rysunek 2a).
Ponieważ obwód przyjmuje sprzężenie zwrotne regulatora przed tym przełącznikiem, tranzystor MOSFET wybrany dla danej aplikacji zależy od prądu obciążenia i minimalnego dopuszczalnego poziomu regulacji obciążenia.
Pokazany przełącznik MOSFET jest urządzeniem o niskim progu.
Podłączenie zacisku FB (pin 2) do masy i usunięcie rezystorów R1 i R2 daje wyjście regulowane 5V, którego wydajność jest podobna do wersji 3,3V (rysunek 2b).
Autor: Larry Suppan, Maxim Integrated

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.